Das natürliche Selektion ist ein vom britischen Naturforscher Charles Darwin vorgeschlagener Evolutionsmechanismus, bei dem zwischen den Individuen einer Bevölkerung ein unterschiedlicher Fortpflanzungserfolg besteht.
Natürliche Selektion wirkt sich auf die Reproduktion von Individuen aus, die bestimmte Allele tragen, und hinterlässt mehr Nachkommen als andere Individuen mit unterschiedlichen Allelen. Diese Individuen vermehren sich mehr und erhöhen daher ihre Häufigkeit. Der darwinistische natürliche Selektionsprozess führt zu Anpassungen.
Natürliche Auslese wurde falsch interpretiert, seit Darwin seine bahnbrechenden Ideen bekannt machte. Angesichts des politischen und sozialen Kontextes der Zeit wurden die Theorien des Naturforschers fälschlicherweise auf menschliche Gesellschaften hochgerechnet. Dabei tauchten Redewendungen auf, die heute von den Medien und Dokumentarfilmen wie "Überleben der Stärksten" viralisiert werden..
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Natürliche Auslese ist der Mechanismus, den der britische Naturforscher Charles Darwin 1859 vorschlug. Das Thema wird in seinem Meisterwerk ausführlich behandelt Die Entstehung der Arten.
Es ist eine der wichtigsten Ideen auf dem Gebiet der Biologie, da es erklärt, wie alle Lebensformen entstanden sind, die wir heute schätzen können. Es ist vergleichbar mit den Ideen großer Wissenschaftler anderer Disziplinen, wie zum Beispiel Isaac Newton.
Darwin erklärt anhand zahlreicher Beispiele, die auf seinen Reisen beobachtet wurden, dass Arten nicht unveränderliche Einheiten in der Zeit sind, und schlägt vor, dass sie alle von einem gemeinsamen Vorfahren stammen.
Obwohl es Dutzende von Definitionen der natürlichen Selektion gibt, ist die einfachste und konkreteste die von Stearns & Hoekstra (2000): "Natürliche Selektion ist die Variation des Fortpflanzungserfolgs, die mit einem vererbbaren Merkmal verbunden ist.".
Es sollte erwähnt werden, dass Evolution und natürliche Selektion kein bestimmtes Ziel oder bestimmte Ziele verfolgen. Es werden nur Organismen produziert, die an ihre Umgebung angepasst sind, ohne dass irgendeine Spezifikation der möglichen Konfiguration angegeben wird, die diese Organismen haben werden..
Einige Autoren drücken aus, dass natürliche Selektion eine mathematische Unvermeidlichkeit ist, da sie auftritt, solange drei Postulate erfüllt sind, was wir unten sehen werden:
Die Personen, die zur Bevölkerung gehören, zeigen Unterschiede. In der Tat ist Variation eine Bedingung Sinus qua non damit evolutionäre Prozesse stattfinden.
Variationen in Organismen treten auf verschiedenen Ebenen auf, von Variationen in den Nukleotiden, aus denen die DNA besteht, bis hin zu Morphologien und Variationen im Verhalten. Wenn wir den Pegel verringern, stellen wir eine größere Variation fest.
Das Merkmal muss vererbbar sein. Diese Unterschiede in der Bevölkerung müssen von den Eltern auf die Kinder übertragen werden. Um zu überprüfen, ob ein Merkmal vererbbar ist, wird ein Parameter namens "Vererbbarkeit" verwendet, der als Anteil der phänotypischen Varianz aufgrund genetischer Variation definiert ist..
Mathematisch wird es ausgedrückt als hzwei = V.G / ((V.G + V.UND). Wo V.G ist die genetische Varianz und V.UND ist das Varianzprodukt der Umwelt.
Es gibt eine sehr einfache und intuitive Möglichkeit, die Erblichkeit zu quantifizieren: Das Maß des Charakters der Eltern wird grafisch dargestellt vs. Charakter bei Kindern. Wenn wir beispielsweise die Heritabilität der Schnabelgröße bei Vögeln bestätigen möchten, messen wir die y-Größe bei den Eltern und zeichnen sie gegen die Größe bei den Nachkommen auf..
Falls wir beobachten, dass der Graph zu einer Linie tendiert (die rzwei liegt nahe bei 1) Wir können daraus schließen, dass die Merkmale vererbbar sind.
Die letzte Voraussetzung für die natürliche Selektion, um in der Bevölkerung wirken zu können, ist das Verhältnis des Merkmals zum Fitness - Dieser Parameter quantifiziert die Fortpflanzungs- und Überlebensfähigkeit von Individuen und variiert von 0 bis 1.
Mit anderen Worten, diese Eigenschaft muss den Fortpflanzungserfolg seines Trägers erhöhen..
Nehmen wir eine hypothetische Eichhörnchenpopulation und überlegen, ob natürliche Selektion darauf einwirken könnte oder nicht..
Als erstes müssen wir prüfen, ob es Unterschiede in der Bevölkerung gibt. Wir können dies tun, indem wir die interessierenden Charaktere messen. Angenommen, wir finden Variationen im Schwanz: Es gibt Varianten mit langem Schwanz und mit kurzem Schwanz.
Später müssen wir bestätigen, ob das Merkmal "Warteschlangengröße" vererbbar ist. Dazu messen wir die Schwanzlänge der Eltern und zeichnen sie gegen die Schwanzlänge der Kinder. Wenn wir eine lineare Beziehung zwischen den beiden Variablen finden, bedeutet dies, dass die Erblichkeit tatsächlich hoch ist.
Schließlich müssen wir bestätigen, dass die Größe des Schwanzes den Fortpflanzungserfolg des Trägers erhöht..
Der kürzere Schwanz kann es Einzelpersonen ermöglichen, sich leichter zu bewegen (dies ist nicht unbedingt wahr, es dient rein pädagogischen Zwecken) und ermöglicht es ihnen, Raubtieren erfolgreicher zu entkommen als Langschwanzträger.
Daher wird im Laufe der Generationen die Eigenschaft der „kurzen Belastung“ in der Bevölkerung häufiger auftreten. Dies ist Evolution durch natürliche Auslese. Das Ergebnis dieses einfachen, aber sehr leistungsfähigen Prozesses sind die Anpassungen.
Die natürliche Selektion und die Evolution im Allgemeinen werden durch außerordentlich belastbare Erkenntnisse aus verschiedenen Disziplinen wie Paläontologie, Molekularbiologie und Geographie gestützt..
Der Fossilienbestand ist der klarste Beweis dafür, dass Arten keine unveränderlichen Einheiten sind, wie vor Darwins Zeit angenommen wurde.
Die Nachkommen mit Veränderungen im Ursprung der Art finden Unterstützung in den homologen Strukturen - Strukturen mit einem gemeinsamen Ursprung, die jedoch gewisse Variationen aufweisen können.
Zum Beispiel sind der Arm des Menschen, der Flügel der Fledermaus und die Flossen der Wale homologe Strukturen zueinander, da der gemeinsame Vorfahr all dieser Linien das gleiche Knochenmuster in ihrer oberen Zeit hatte. In jeder Gruppe wurde die Struktur je nach Lebensstil des Organismus modifiziert.
Auf die gleiche Weise ermöglichen Fortschritte in der Molekularbiologie, die Sequenzen in verschiedenen Organismen zu kennen, und es besteht kein Zweifel daran, dass es einen gemeinsamen Ursprung gibt.
Schließlich können wir den Mechanismus der natürlichen Selektion in Aktion beobachten. Bestimmte Gruppen mit sehr kurzen Generationszeiten, wie Bakterien und Viren, ermöglichen es, die Entwicklung der Gruppe in kurzer Zeit zu beobachten. Das typische Beispiel ist die Entwicklung von Antibiotika.
Obwohl Evolution die Wissenschaft ist, die Sinn für Biologie macht - um den berühmten Biologen Dobzhansky zu zitieren: "Nichts macht Sinn in der Biologie außer im Lichte der Evolution" - gibt es viele Missverständnisse in der Evolutionsbiologie und verwandten Mechanismen.
Natürliche Auslese scheint ein beliebtes Konzept zu sein, nicht nur für Akademiker, sondern auch für die allgemeine Bevölkerung. Im Laufe der Jahre wurde die Idee jedoch sowohl in der Wissenschaft als auch in den Medien verzerrt und falsch dargestellt..
Wenn man von "natürlicher Auslese" spricht, ist es fast unmöglich, Sätze wie "Überleben der Stärksten oder der Stärksten" nicht heraufzubeschwören. Obwohl diese Sätze sehr beliebt sind und in Dokumentarfilmen und dergleichen weit verbreitet sind, drücken sie die Bedeutung der natürlichen Selektion nicht genau aus..
Natürliche Selektion steht in direktem Zusammenhang mit der Fortpflanzung von Individuen und indirekt mit dem Überleben. Je länger ein Individuum lebt, desto wahrscheinlicher ist es logischerweise, dass es sich reproduziert. Die direkte Verbindung des Mechanismus erfolgt jedoch mit der Reproduktion.
Ebenso vermehrt sich der "stärkere" oder "sportlichere" Organismus nicht immer in größerer Menge. Aus diesen Gründen ist es notwendig, den bekannten Satz aufzugeben.
Evolution ist ein zweistufiger Prozess: einer, der zufällige Variationen (Mutation und Rekombination) verursacht, und ein zweiter Schritt, der die Änderung der Allelfrequenzen in der Population bestimmt..
Dieses letzte Stadium kann durch natürliche Selektion oder durch genetische oder genetische Drift erfolgen. Daher ist die natürliche Selektion nur der zweite Teil dieses größeren Phänomens, das Evolution genannt wird..
Es gibt verschiedene Klassifikationen der Auswahl. Die erste klassifiziert die Auswahlereignisse nach ihrer Auswirkung auf den Mittelwert und der Varianz in der Häufigkeitsverteilung des untersuchten Charakters. Dies sind: stabilisierende, gerichtete und störende Auswahl
Wir haben auch eine andere Klassifizierung, die von der Variation der abhängt Fitness nach der Häufigkeit der verschiedenen Genotypen in der Bevölkerung. Dies sind die positive und negative frequenzabhängige Auswahl.
Schließlich gibt es die harte und weiche Auswahl. Diese Klassifizierung hängt vom Bestehen eines Wettbewerbs zwischen Personen in der Bevölkerung und der Größe des Selektionsdrucks ab. Im Folgenden werden die drei wichtigsten Auswahlarten beschrieben:
Es gibt eine stabilisierende Auswahl, wenn die Personen mit dem "durchschnittlichen" oder häufigeren Charakter (diejenigen am höchsten Punkt in der Häufigkeitsverteilung) diejenigen mit dem höchsten sind Fitness.
Im Gegensatz dazu werden Individuen, die in den Schwänzen der Glocke gefunden werden und weit vom Durchschnitt entfernt sind, über Generationen hinweg eliminiert..
In diesem Auswahlmodell bleibt der Mittelwert über die Generationen hinweg konstant, während die Varianz abnimmt.
Ein klassisches Beispiel für die Stabilisierung der Selektion ist das Gewicht des Kindes bei der Geburt. Obwohl der medizinische Fortschritt diesen selektiven Druck durch Verfahren wie den Kaiserschnitt gelockert hat, ist die Größe oft ein entscheidender Faktor..
Kleine Babys verlieren schnell Wärme, während Babys, die deutlich schwerer als der Durchschnitt sind, Probleme mit der Entbindung haben..
Wenn ein Forscher versucht, die Art der Selektion zu untersuchen, die in einer bestimmten Population auftritt, und nur den Durchschnitt des Merkmals quantifiziert, kann er zu falschen Schlussfolgerungen gelangen, da er glaubt, dass in der Population keine Evolution stattfindet. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Varianz des Zeichens zu messen.
Das Richtungsauswahlmodell schlägt vor, dass über Generationen hinweg Personen überleben, die sich in einem der Endpunkte der Häufigkeitsverteilung befinden, sei es der linke oder der rechte Sektor..
In Richtungsauswahlmodellen verschiebt sich der Mittelwert über die Generationen, während die Varianz konstant bleibt.
Das Phänomen der künstlichen Selektion, die Menschen an ihren Haustieren und Pflanzen durchführen, ist eine typische gerichtete Selektion. Im Allgemeinen wird angestrebt, dass die Tiere (zum Beispiel Rinder) größer sind, mehr Milch produzieren, stärker sind usw. Ebenso passiert es in Pflanzen.
Mit dem Vergehen der Generationen variiert der Mittelwert des ausgewählten Charakters der Bevölkerung je nach Druck. Wenn größere Kühe gesucht werden, würde sich der Durchschnitt erhöhen.
In einem natürlichen biologischen System können wir das Beispiel des Pelzes eines bestimmten kleinen Säugetiers nehmen. Wenn die Temperatur in ihrem Lebensraum ständig abnimmt, werden diejenigen Varianten ausgewählt, die aufgrund einer zufälligen Mutation eine dickere Schicht aufweisen..
Eine störende Auswahl begünstigt Personen, die am weitesten vom Durchschnitt entfernt sind. Im Laufe der Generationen nehmen die Warteschlangen häufiger zu, während Personen, die zuvor nahe am Durchschnitt lagen, abnehmen.
In diesem Modell kann der Durchschnitt konstant gehalten werden, während die Varianz zunimmt - die Kurve wird immer breiter, bis sie sich in zwei Teile teilt..
Es wird vorgeschlagen, dass diese Art der Selektion zu Speziationsereignissen führen könnte, vorausgesetzt, dass eine angemessene Isolierung zwischen den beiden Morphologien an den Enden des Schwanzes auftritt..
Beispielsweise kann eine bestimmte Vogelart deutliche Unterschiede im Schnabel aufweisen. Angenommen, es gibt optimale Samen für sehr kleine Schnäbel und optimale Samen für sehr große Schnäbel, aber die Zwischenschnäbel erhalten kein geeignetes Futter..
Somit würden die beiden Extreme häufiger auftreten, und wenn die geeigneten Bedingungen gegeben sind, die Speziationsereignisse auslösen, kann es sein, dass die Individuen mit unterschiedlichen Variationen des Peaks im Laufe der Zeit zu zwei neuen Arten werden.
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